專利名稱：一種螺絲線材的球化退火工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及金屬材料的退火工藝，具體涉及一種螺絲線材的球化退火工藝。
背景技術：
球化退火是改善鋼組織與性能的基本途徑之一，球化退火的主要目的是使鋼鐵材料的微觀組織中的碳化物球化，降低材料的硬度，提高材料的塑性，降低材料的變形抗力，使材料易于塑性加工成形。在螺絲線材生產中要獲得理想性能和組織，關鍵是選擇適宜的球化退火工藝。公開號為CN1245524C的中國發明專利介紹了一種低碳低合金鋼球化退火工藝， 將工件放入退火爐內，控制加熱溫度和時間，進行退火過程，其特征是退火過程中采取下述方法和步驟a、采用機械泵快速抽取退火爐內空氣，當爐內形成10_50pa的真空度時，機械泵停止工作，隨即向爐內通入純度為99. 8%工業氮氣，當爐內壓力達到1500-2500pa的正壓力時，停止充氮；b、隨著爐內緩慢卸壓，當壓力降至150-300pa的正壓力時，重復步驟a;c、以上“間歇式真空+充填氮氣”的步驟重復進行，直至退火工藝結束。目前，在生產中，冶煉低碳合金鋼的螺絲線材時，按照現有工藝對螺絲線材進行緩慢冷卻或退火后，硬度偏高，大批螺絲線材出現裂紋，輕者需將裂紋部位切除利用，重者直接導致生產的螺絲線材報廢，嚴重影響螺絲線材的質量和成材率。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種螺絲線材的球化退火工藝，采用本發明所述的工藝方法處理后的螺絲線材延展性高、硬度低，適合后續的塑性加工成形，產品成形開裂率低。本發明的目的通過下述技術方案實現
一種螺絲線材的球化退火工藝，它依次包括如下步驟
A、將螺絲線材置于熱處理爐中，將螺絲線材置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入惰性氣體，再將爐內的溫度升至710-730°C，保溫5-8h ；
B、第一階段冷卻將爐內的溫度以20°C/小時的速度冷卻至540-560°C ；
C、第二階段冷卻繼續將爐內的溫度以80°C/小時的速度冷卻至390-410°C
D、第三階段冷卻螺絲線材出爐并自然冷卻到常溫。優選的，它依次包括如下步驟
A、將螺絲線材置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入惰性氣體，再將爐內的溫度升至720°C，保溫 6h ；
B、第一階段冷卻將爐內的溫度以20°C/小時的速度冷卻至550°C ；
C、第二階段冷卻繼續將爐內的溫度以80°C/小時的速度冷卻至400°C
D、第三階段冷卻螺絲線材出爐并自然冷卻到常溫。其中，所述步驟A充入的惰性氣體為純度99. 9%的工業氮氣。
其中，所述步驟A中將爐內的溫度以100_145°C /小時的速度升溫至710_730°C。其中，所述第一階段冷卻和所述第二階段冷卻是通過風冷的方式進行冷卻。其中，所述螺絲線材的材質為低碳合金鋼10B21。本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果
本發明提供的一種螺絲線材的球化退火工藝，首先升溫至710-730°C進行保溫，因為如果保溫溫度過高，滲碳體就會均勻溶于奧氏體中，從而形成單一均勻的奧氏體組織，按照球化理論，均勻的奧氏體很難轉變成球狀滲碳體組織，同理，當保溫溫度較低時，滲碳體沒有被充分溶斷，也很難得到球化組織。然后采用第一階段冷卻、第二階段冷卻和第三階段冷卻的緩慢冷卻方式，使得滲碳體球化率逐漸升高，均勻度也更好，若冷卻速度過快，得到的球化組織不均勻；若冷卻速度過慢，原始組織中的片狀滲碳體難以破碎，達不到良好的球化效果。綜上，本發明采用升溫、保溫、第一階段冷卻、第二階段冷卻和第三階段冷卻的工藝達到 了球化退火效果越好，螺絲線材延展性高、硬度低，適合后續的塑性加工成形，產品成形開裂率低的優點，同時該工藝流程簡單，對設備要求不高，生產效率高，成本較低。
具體實施例方式 為了便于本領域技術人員的理解，下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。實施例I
一種螺絲線材的球化退火工藝，它依次包括如下步驟
A、將材質為低碳合金鋼10B21的螺絲線材置于熱處理爐中，將螺絲線材置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入純度為99. 9%的工業氮氣，將爐內的溫度以100°C /小時的速度升溫至710°C，保溫5h ；
B、第一階段冷卻將爐內的溫度通過風冷的方式以20°C/小時的速度冷卻至540°C ；
C、第二階段冷卻繼續將爐內的溫度通過風冷的方式以80°C/小時的速度冷卻至390 0C
D、第三階段冷卻螺絲線材出爐并自然冷卻到常溫。將經過本實施例處理過的螺絲線材進行洛氏硬度檢驗，經檢測其硬度為117。將經過本實施例處理過的螺絲線材橫向在光學顯微鏡下進行金相分析，發現鐵素體基體上彌散分布著粒狀(或球狀)碳化物，并且彌散均勻。總之，采用本發明所述的工藝方法處理后的螺絲線材延展性高、硬度低，適合后續的塑性加工成形，產品成形開裂率低。實施例2
一種螺絲線材的球化退火工藝，它依次包括如下步驟
A、將材質為低碳合金鋼10B21的螺絲線材置于熱處理爐中，將螺絲線材置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入純度99. 9%的工業氮氣，再將爐內的溫度以130°C /小時的速度升溫至720°C，保溫6h ；
B、第一階段冷卻將爐內的溫度通過風冷的方式以20°C/小時的速度冷卻至550°C ；
C、第二階段冷卻繼續將爐內的溫度通過風冷的方式以80°C/小時的速度冷卻至400 0C
D、第三階段冷卻螺絲線材出爐并自然冷卻到常溫。
將經過本實施例處理過的螺絲線材進行洛氏硬度檢驗，經檢測其硬度為116。將經過本實施例處理過的螺絲線材橫向在光學顯微鏡下(500X)進行金相分析，發現鐵素體基體上彌散分布著粒狀(或球狀)碳化物，并且彌散均勻。總之，采用本發明所述的工藝方法處理后的螺絲線材延展性高、硬度低，適合后續的塑性加工成形，產品成形開裂率低。實施例3
一種螺絲線材的球化退火工藝，它依次包括如下步驟
A、將材質為低碳合金鋼10B21的螺絲線材置于熱處理爐中，將螺絲線材置于熱處理爐 中，向熱處理爐中充入純度99. 9%的工業氮氣，將爐內的溫度以145°C /小時的速度升溫至730°C，保溫 8h ；
B、第一階段冷卻將爐內的溫度通過風冷的方式以20°C/小時的速度冷卻至560°C ；
C、第二階段冷卻繼續將爐內的溫度通過風冷的方式以80°C/小時的速度冷卻至410。。
D、第三階段冷卻螺絲線材出爐并自然冷卻到常溫。將經過本實施例處理過的螺絲線材進行洛氏硬度檢驗，經檢測其硬度為118。將經過本實施例處理過的螺絲線材橫向在光學顯微鏡下(500X)進行金相分析，發現鐵素體基體上彌散分布著粒狀(或球狀)碳化物，并且彌散均勻。總之，采用本發明所述的工藝方法處理后的螺絲線材延展性高、硬度低，適合后續的塑性加工成形，產品成形開裂率低。上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，因此依本發明申請專利范圍所作的等同變化，都包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種螺絲線材的球化退火工藝，其特征在于它依次包括如下步驟 A、將螺絲線材置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入惰性氣體，再將爐內的溫度升至.710-730°C，保溫 5-8h ； B、第一階段冷卻將爐內的溫度以20°C/小時的速度冷卻至540-560°C ； C、第二階段冷卻繼續將爐內的溫度以80°C/小時的速度冷卻至390-410°C ； D、第三階段冷卻螺絲線材出爐并自然冷卻到常溫。
2.根據權利要求I所述的一種螺絲線材的球化退火工藝，其特征在于它依次包括如下步驟 A、將螺絲線材置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入惰性氣體，再將爐內的溫度升至.720°C，保溫 6h ； B、第一階段冷卻將爐內的溫度以20°C/小時的速度冷卻至550°C ； C、第二階段冷卻繼續將爐內的溫度以80°C/小時的速度冷卻至400°C ； D、第三階段冷卻螺絲線材出爐并自然冷卻到常溫。
3.根據權利要求I所述的一種螺絲線材的球化退火工藝，其特征在于所述步驟A充入的惰性氣體為純度99. 9%的工業氮氣。
4.根據權利要求I所述的一種螺絲線材的球化退火工藝，其特征在于所述步驟A中將爐內的溫度以100-145°C /小時的速度升溫至710-730°C。
5.根據權利要求I所述的一種螺絲線材的球化退火工藝，其特征在于所述第一階段冷卻和所述第二階段冷卻是通過風冷的方式進行冷卻。
6.根據權利要求I所述的一種螺絲線材的球化退火工藝，其特征在于所述螺絲線材的材質為低碳合金鋼10B21。
全文摘要
本發明涉及金屬材料的退火工藝，具體涉及一種螺絲線材的球化退火工藝，它包括如下步驟將螺絲線材置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入惰性氣體，再將爐內的溫度升至710-730℃，保溫5-8h；第一階段冷卻將爐內的溫度以20℃/小時的速度冷卻至540-560℃；第二階段冷卻繼續將爐內的溫度以80℃/小時的速度冷卻至390-410℃；第三階段冷卻螺絲線材出爐并自然冷卻到常溫。采用本發明所述的工藝方法處理后的螺絲線材延展性高、硬度低，適合后續的塑性加工成形，產品成形開裂率低。
文檔編號C21D9/52GK102876859SQ201210426658
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月31日 優先權日2012年10月31日
發明者王斯華 申請人:東莞市科力鋼鐵線材有限公司